27 septembre 2024
Découvrez comment l'apprentissage automatique et l'exploration de données facilitent la vision par ordinateur et permettent de réaliser des progrès dans les domaines de la santé, du commerce électronique, des voitures autonomes et de la prise de décision en temps réel.
L'intelligence artificielle (IA) est une technologie puissante qui permet d'analyser différents types de données et d'en tirer des enseignements au fil du temps. Par exemple, la vision artificielle, une branche de l'IA, se concentre sur la compréhension des données visuelles. Un autre domaine important est l'apprentissage automatique, qui, avec l'exploration de données, joue un rôle important dans l'amélioration des modèles de vision par ordinateur. L'exploration de données consiste à trouver des modèles utiles dans de grands ensembles de données, tandis que l'apprentissage automatique utilise ces modèles pour entraîner les modèles d'IA à effectuer des tâches sans avoir besoin d'instructions détaillées.
Ces technologies sont de plus en plus répandues dans des secteurs tels que les voitures autonomes, la finance et l'industrie manufacturière, car elles se sont beaucoup développées ces dernières années. Dans cet article, nous allons expliquer ce que sont l'exploration de données et l'apprentissage automatique, comment ils sont utilisés dans la vision par ordinateur et comment ils travaillent ensemble pour faire progresser des domaines tels que les soins de santé. C'est parti !
L'apprentissage automatique permet aux machines d'apprendre d'une manière similaire à celle des humains, en utilisant des données et des algorithmes pour identifier des modèles et prendre des décisions avec un minimum de conseils humains. Au fur et à mesure que ces systèmes sont exposés à des données, ils font des prédictions de plus en plus précises.
Le processus utilise des algorithmes pour faire des prédictions ou des classifications basées sur des données d'entrée. L'algorithme identifie d'abord des modèles et fait une première supposition ou inférence éclairée. Pour évaluer la précision, une fonction d'erreur compare les résultats du modèle à des exemples connus, et le système ajuste ensuite ses paramètres pour minimiser les erreurs. Ce cycle d'évaluation et d'ajustement se poursuit automatiquement jusqu'à ce que le modèle atteigne le niveau de performance souhaité.
Il existe généralement quatre types d'apprentissage automatique : l'apprentissage supervisé, l'apprentissage non supervisé, l'apprentissage semi-supervisé et l'apprentissage par renforcement. Examinons chacun d'entre eux :
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Le data mining est le processus d'exploration et d'analyse de grands ensembles de données pour trouver des modèles cachés, des tendances et des informations précieuses qui ne sont pas immédiatement évidentes. Il s'agit de transformer des données brutes en informations utiles en utilisant une combinaison de techniques statistiques, d'apprentissage automatique et d'outils de gestion de base de données pour identifier les connexions et les modèles dans les données.
Le processus commence par la collecte de données provenant de différentes sources, telles que des bases de données ou des feuilles de calcul, et leur organisation dans un format structuré. Ensuite, les données sont nettoyées pour éliminer les erreurs, les incohérences ou les détails manquants afin de s'assurer qu'elles sont exactes. Une fois les données prêtes, des algorithmes avancés et des méthodes statistiques sont utilisés pour les analyser.
Voici quelques-unes des techniques les plus courantes utilisées pour analyser les données :
Ces techniques permettent d'extraire des données des schémas et des informations significatifs. Les résultats sont ensuite interprétés et présentés de manière à les rendre compréhensibles et exploitables, transformant ainsi les données brutes en informations précieuses qui peuvent vous aider à prendre des décisions éclairées.
L'apprentissage automatique et l'exploration de données peuvent faire une énorme différence dans de nombreuses applications et dans un grand nombre de secteurs. Pour comprendre l'impact de ces technologies, nous prendrons l'exemple du commerce de détail.
L'apprentissage automatique peut être particulièrement utile pour les détaillants qui dépendent des ventes en ligne. De grandes entreprises comme eBay et Amazon utilisent des outils d'apprentissage automatique intégrés dans l'ensemble de leurs cycles de vente. L'une des principales utilisations de l'apprentissage automatique par les entreprises de vente au détail est la mise en correspondance des produits. Il s'agit d'identifier et de relier des articles identiques dans différents catalogues, ce qui est utile pour comparer les prix, créer des pages de produits consolidées et repérer les lacunes dans les produits. Alors que l'appariement manuel fonctionne pour les petits catalogues, le ML permet de traiter efficacement des catalogues beaucoup plus volumineux. Il facilite également différents types de correspondances de produits, comme les correspondances exactes, les correspondances proches, les correspondances d'images, les correspondances d'attributs, les correspondances de catégories et les correspondances interdomaines.
Une application intéressante du data mining dans le commerce de détail consiste à comprendre le comportement des clients, notamment par le biais de la segmentation de la clientèle. Les clients peuvent être regroupés sur la base de caractéristiques communes, telles que la démographie, les habitudes d'achat, l'historique des achats, etc. Les détaillants peuvent utiliser ces regroupements pour créer de nouvelles stratégies de marketing afin d'atteindre les acheteurs actuels et futurs.
En ce qui concerne le comportement des clients, un autre cas d'utilisation important du data mining dans le commerce de détail est l'analyse du taux de désabonnement, également connu sous le nom d'attrition ou de perte de clientèle. Les détaillants peuvent obtenir des informations sur les types de clients qui partent, sur les raisons de leur départ et sur les moyens d'améliorer la fidélisation. Bien qu'un certain niveau d'attrition soit inévitable, l'identification de modèles grâce au data mining permet aux détaillants de prendre des mesures proactives, comme l'offre d'offres spéciales ou de coupons, afin de réduire la perte de clients.
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La vision par ordinateur est en fait un sous-ensemble de l'apprentissage automatique qui se concentre sur l'apprentissage des ordinateurs à interpréter les données visuelles à partir d'images et de vidéos. Parallèlement, l'exploration de données peut soutenir les applications de vision par ordinateur en analysant de vastes quantités de données brutes afin d'identifier les images les plus pertinentes pour l'entraînement du modèle. Cet aspect est essentiel, car il permet de s'assurer que le modèle apprend à partir des meilleurs exemples, en réduisant les données inutiles et en l'aidant à se concentrer sur ce qui est important. Par conséquent, l'exploration de données aide les modèles de vision artificielle à travailler de manière plus efficace et plus précise, en améliorant des tâches telles que la détection d'objets, la classification d'images et la segmentation d'instances.
Pour comprendre la synergie entre la ML, le data mining et la vision par ordinateur, examinons un exemple d'application dans le secteur des soins de santé.
L'apprentissage automatique, l'exploration des données et la vision par ordinateur sont à l'origine d'avancées majeures dans le domaine des soins de santé. Des institutions médicales comme la Johns Hopkins Medicine aux États-Unis utilisent ces technologies pour analyser les images médicales et détecter précocement les maladies et les anomalies telles que les tumeurs. Des modèles de vision par ordinateur comme Ultralytics YOLOv8 peuvent être utilisés pour analyser les images afin d'identifier toute anomalie, tandis que l'apprentissage automatique peut trouver des modèles dans les dossiers des patients qui pourraient indiquer des problèmes de santé potentiels. L'exploration de données peut alors intervenir pour rechercher dans de vastes quantités de données connexes des traitements efficaces ou des remèdes éventuels. En combinant ces technologies, les professionnels de la santé peuvent diagnostiquer les maladies avec plus de précision et élaborer de meilleurs plans de traitement, ce qui améliore en fin de compte les résultats pour les patients.
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Même si les applications qui utilisent la vision par ordinateur, l'exploration de données et l'apprentissage automatique offrent de nombreux avantages, il y a certaines limites à prendre en compte. Ces innovations ont souvent besoin de grandes quantités de données pour être performantes, et la confidentialité des données peut être un sujet de préoccupation. Par exemple, les systèmes de vision par ordinateur installés dans les magasins de détail peuvent collecter et traiter les données des consommateurs, et il est important que ces derniers soient informés de la collecte de leurs données.
Outre les questions de confidentialité des données, la complexité des modèles de vision par ordinateur est un autre problème. Il peut être difficile de comprendre comment ces modèles aboutissent à un certain résultat lorsqu'on essaie de prendre des décisions éclairées. Malgré ces difficultés, de plus en plus de mesures sont mises en place pour rendre les solutions d'IA plus responsables et plus transparentes. Par exemple, des techniques telles que l'apprentissage fédéré sont de plus en plus populaires parce qu'elles permettent le développement de l'IA tout en garantissant la protection de la vie privée.
L'apprentissage fédéré est une méthode qui aide les modèles à apprendre à partir des données tout en conservant les données à leur emplacement d'origine. Au lieu de rassembler toutes les données dans une base de données centrale, le modèle est formé directement sur les appareils ou serveurs individuels qui contiennent les données. Ces appareils ne renvoient alors que les mises à jour du modèle plutôt que les données réelles. Les mises à jour du modèle sont ensuite prises en compte pour améliorer le modèle global.
L'apprentissage automatique et l'exploration de données jouent tous deux un rôle très important dans la vision par ordinateur. Ils permettent d'analyser de grandes quantités de données visuelles, de découvrir des informations importantes et d'améliorer divers domaines tels que les soins de santé, les achats en ligne et les voitures autonomes. Bien qu'il y ait des défis à relever, comme la protection de la vie privée et la compréhension de modèles complexes, de nouvelles méthodes comme l'apprentissage fédéré aident à résoudre ces problèmes. Au fur et à mesure que ces technologies progressent, elles conduiront probablement à une meilleure prise de décision et à davantage d'innovations dans de nombreux domaines, ce qui rendra nos vies plus efficaces et connectées.
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